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时间：2024-01-23 浏览次数：342
在过去的二十年中，针对癌细胞通路改变的靶向治疗取得了重大进展。癌症干细胞（CSC）是一种特殊类型的癌细胞，它具有自我更新和分化为其他癌细胞的能力，富含CSC的癌症可能会利用对通路的无视效应而产生耐药性，这意味着尽管使用了靶向疗法，但CSC可能仍然存活并继续分裂，导致癌症的复发。
大多数癌症模型的临床前研究，包括癌症干细胞研究，都是在约21%的氧气条件下进行的。然而，不同器官的生理氧气浓度各不相同，通常在3%到10%之间，这意味着在临床前研究中使用的氧气条件可能并不完全反映实际癌症环境中的氧气条件。
因此，对于癌症干细胞的治疗，需要考虑到不同器官的生理氧气条件的影响，并可能需要开发新的方法来模拟这些条件，以便更好地了解癌症干细胞的行为和开发更有效的治疗方法。
- 生理缺氧条件对肿瘤细胞基因表达模式的影响 -
此篇文章的分享团队在此之前已经发表了一篇关于将造血干细胞暴露在环境空气中会造成生理外氧休克/应激，从而促进造血干细胞向造血祖细胞分化的文章。首先，他们发现短时间的常氧环境会影响后续造血干细胞的分化和增殖，这个效应被称为生理外氧休克/应激，表明环境因素可以影响干细胞的分化。
之后又发表了《Tumor collection/processing under physioxia uncovers highly relevant signaling networks and drug sensitivity》，（生理环境下肿瘤的收集/处理揭示了高度相关的信号网络和药物敏感性）。文章研究了在生理缺氧和环境空气条件下，一小时收集和处理肿瘤组织如何影响CSC特性、细胞信号网络以及对疗法的敏感性，同时他们以癌症患者腹水取样作为对照：
结果显示四种形态下的PT原代肿瘤、PL原代细胞系、TT移植肿瘤、TL移植系在短短一小时的大气氧环境下就显示出了和全程低氧环境下不同的造血干细胞标记，在生理缺氧条件下，细胞核中的ROS水平明显更高。此外，生理外氧休克/应激效应还影响其他癌细胞表面标志物的水平，包括免疫疗法反应的生物标志物、关键信号分子水平变化、肿瘤细胞对靶向疗法的抵抗力等.....
文章还进行了肿瘤细胞的重新移植能力考察，通过在低氧状态下收集的细胞进行实验，发现细胞达到一定数量（如10,000个、50,000个和100,000个）后，植入小鼠体内并没有出现肿瘤，而环境空气中收集的细胞数量达到同样的数量后，却出现了肿瘤（在5只小鼠中有3只出现肿瘤），这表明环境空气中的氧气浓度可能影响了肿瘤细胞的重新移植能力。
由于以上实验是以小鼠为研究目标，为了科研的准确性，之后收集了癌症患者的腹水并进行环境氧气和生理氧（低氧）浓度同样的实验设计，结果如下图所示，与在环境空气中收集和处理的腹水细胞相比，在生理缺氧条件下收集和处理的腹水细胞的 RNA-seq 分析显示了不同的基因表达模式，这表明生理缺氧条件可能对肿瘤细胞的基因表达模式产生了影响，从而影响了肿瘤的发生率。
（A和B图组）对差异表达基因的Ingenuity通路分析表明，与环境空气相比，NFX1信号转导 网络在生理缺氧条件下更为丰富。
（C和D图组）与环境空气相比，腹水体液细胞在生理缺氧条件下的主要信号网络改变。
（E至G图组）在生理缺氧和环境空气下收集和处理的细胞中免疫细胞组成的差异。
研究结果 /
文章中研究结果表明，即使肿瘤细胞短期暴露于环境空气中也足以引发信号变化，从而改变其生物学特性和反应性，在生理缺氧和环境空气条件下收集和处理的细胞的蛋白质组分析显示了不同的信号网络，某些细胞类型会根据氧气张力迅速凋亡或分化。
另一种则可能是某些细胞表面分子在特定的氧气水平下被内化和降解，所以在做细胞研究时还原细胞在体内的氧环境直接关系到研究数据。
低氧解决方案 /
IPAN低氧工作站，模拟体内相近的低氧环境，为肿瘤治疗提供更为精准的方案：
采用双向温度控制技术，内腔加热与制冷双重组件协同作业，确保内腔温度达到与“人体内环境”相一致的稳定状态，满足实验需求。
样品转移闸进行高效预除氧，在样品转移时有效避免主内腔氧环境受到扰动，显著减少 EPHOSS（非生理氧压应激）现象对实验结果的影响。
外腔面板采用电动可调遮光屏，设计确保了低氧工作站操作阶段的透明可视性需求得以满足，又能在培养阶段实现全面的避光效果，由此更加贴近体内所处的无光环境，进而有效提升了实验结果的准确性。
